專利名稱：低速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中追蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于信息與通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中追蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)公共安全受到政府及其普通百姓的日益關(guān)注。社會(huì)公共安全包括人們?cè)诠矆?chǎng)合及私有場(chǎng)合中的生命財(cái)產(chǎn)安全。人們需要對(duì)這些場(chǎng)合中所發(fā)生的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的了解。視頻監(jiān)控技術(shù)為人們提供了對(duì)所關(guān)注的場(chǎng)合進(jìn)行遠(yuǎn)距離的實(shí)時(shí)圖像監(jiān)控。視頻監(jiān)控技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)稱為視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
最基本的視頻監(jiān)控系統(tǒng)由三部分組成1、視頻攝像機(jī)；2、傳輸網(wǎng)絡(luò)；3、視頻監(jiān)視器。
如圖1所示。視頻監(jiān)控的基本原理是視頻攝像機(jī)把拍攝到的場(chǎng)景，轉(zhuǎn)換成電學(xué)視頻信號(hào)，通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)把視頻信號(hào)傳輸?shù)揭曨l監(jiān)視器，而視頻監(jiān)視器把視頻信號(hào)還原成一連串的圖像，呈現(xiàn)在視頻監(jiān)視器的顯示屏上，在視覺(jué)上感覺(jué)到現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)場(chǎng)景，從而達(dá)到在異地監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的目的。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)的另一功能是控制，從監(jiān)控終端發(fā)出指令，通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)，指令到達(dá)攝像機(jī)，控制攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)，從而獲取所關(guān)心的場(chǎng)景，達(dá)到監(jiān)控的目的。
隨著電子及通訊技術(shù)的進(jìn)步，視頻監(jiān)控技術(shù)從最初的模擬閉路電視逐步發(fā)展到目前的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。數(shù)字網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)如圖2所示。數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本原理為攝像機(jī)把場(chǎng)景轉(zhuǎn)化為視頻信號(hào)，并傳輸入視頻數(shù)字編碼器，數(shù)字編碼器則把模擬的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并以一種指定的編碼方式進(jìn)行編碼，指定的編碼方式通常為MPEG-4，H.264等，通過(guò)這種方式編碼后，視頻信號(hào)的數(shù)據(jù)量就大為壓縮，被編碼壓縮后的數(shù)字信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備以一定的方式接到傳輸網(wǎng)絡(luò)，傳輸網(wǎng)絡(luò)通常為互聯(lián)網(wǎng)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或兩者并用。與傳輸網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)的監(jiān)控終端通常為專用監(jiān)視器、電腦或無(wú)線手持設(shè)備，監(jiān)控終端則把編碼壓縮后的數(shù)字信號(hào)還原成視頻信號(hào)并顯示出來(lái)。
傳輸網(wǎng)絡(luò)的速度通常受網(wǎng)絡(luò)的帶寬制約，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中的總信息流量是一定的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的信息流量超過(guò)網(wǎng)絡(luò)帶寬時(shí)，每一路信息流速度就要降低。不同網(wǎng)絡(luò)不同地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)帶寬也不相同，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通常較低，并且網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行者對(duì)每一信息通道所設(shè)的帶寬更低，例如，GSM網(wǎng)絡(luò)使用者的信道帶寬不超過(guò)80kbit/s，實(shí)際帶寬更低。視頻信息流占用的帶寬一般在120kbit/s以上，當(dāng)視頻信息流通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)帶寬遠(yuǎn)低于視頻流所需的帶寬，要把一定量的視頻信息量從一端傳輸?shù)搅硪欢藭r(shí)，所需要的時(shí)間更長(zhǎng)。例如GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)際帶寬為20kbit/s，而視頻信息流為120kbit/s，這樣傳輸120kbit/s的信息量需要6秒鐘的時(shí)間，也就是網(wǎng)絡(luò)延遲6-1＝5秒鐘。
在傳輸網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)重延遲的情況下，在監(jiān)控端要追蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)變得很困難。如圖3所示，當(dāng)攝像頭拍攝的畫面P1傳輸?shù)奖O(jiān)控端需要5秒鐘時(shí)間，畫面P1中的人s4是運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，人s4以正常速度1.4米/秒從位置L0走向圖的右邊目標(biāo)s3，5秒鐘后，人體s4移動(dòng)到位置L1后與L0的距離為7米，如圖3(a)所示。這樣，當(dāng)監(jiān)控端在5秒鐘后，看到畫面P1如圖3(b)，而實(shí)際上，此時(shí)的場(chǎng)景為圖4(a)中的P2。需要追蹤目標(biāo)s4時(shí)，目標(biāo)s4已是超出了攝像機(jī)的視景，監(jiān)視端所看到場(chǎng)景如圖4(b)所示，這樣，監(jiān)控端已無(wú)法知道目標(biāo)s4的進(jìn)一步動(dòng)向，因此，在傳輸網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)重延遲的情況下，監(jiān)控端無(wú)法追蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
本發(fā)明提供了一種在傳輸網(wǎng)絡(luò)延遲情況下能夠有效地追蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的視頻監(jiān)控方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在低速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中追蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和方法，本發(fā)明提出的在低速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中追蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，由攝像機(jī)CAM1、另一攝像機(jī)CAM2、視頻服務(wù)器VS、傳輸網(wǎng)絡(luò)和操作終端組成，如圖5所示，攝像機(jī)CAM1為帶有可以水平0-360°、垂直0-90°轉(zhuǎn)動(dòng)的云臺(tái)YD。另外，攝像機(jī)CAM1的攝像頭最好是具備一定倍數(shù)的放大/縮小功能的攝像頭。攝像機(jī)CAM2為無(wú)運(yùn)動(dòng)功能的攝像機(jī)，攝像機(jī)CAM2最好具備廣角鏡頭，廣角鏡頭的作用是能夠觀察到視野更廣的場(chǎng)景。視頻服務(wù)器VS可以是一個(gè)具備同時(shí)接入二路以上攝像機(jī)信號(hào)或二個(gè)一路的視頻服務(wù)器的組合。視頻服務(wù)器VS的功能是把攝像機(jī)傳輸來(lái)的模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并壓縮編碼成某種數(shù)據(jù)格式，然后傳輸入傳輸網(wǎng)絡(luò)。視頻服務(wù)器也能夠直接從傳輸網(wǎng)絡(luò)獲取信息，即視頻服務(wù)器可以接收監(jiān)控端的控制信號(hào)。攝像機(jī)CAM1的視頻信號(hào)接入視頻服務(wù)器VS的端口C1，攝像機(jī)CAM1的云臺(tái)YD接入視頻服務(wù)器VS的端口k1，端口k1用來(lái)輸出信號(hào)控制云臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，攝像機(jī)CAM2的視頻信號(hào)接入視頻服務(wù)器VS的端口C2。
傳輸網(wǎng)絡(luò)NET用來(lái)傳輸信號(hào)，包括互聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)，但不局限于此。
監(jiān)控終端包括手持無(wú)線監(jiān)控設(shè)備HHD和專用監(jiān)控設(shè)備MTR。
手持無(wú)線監(jiān)控設(shè)備HHD一般指手機(jī)或掌上電腦，但不局限于此。手持無(wú)線監(jiān)控設(shè)備HHD設(shè)有顯示屏Screen與相關(guān)操作鍵，其結(jié)構(gòu)如圖7所示。操作鍵有控制鍵UP、DOWN、LEFT和RIGHT，執(zhí)行鍵EXE和返回鍵BACK。控制鍵UP，DOWN，LEFT，RIGHT分別代表向上、向下、向左及向右移動(dòng)的按鍵，這6個(gè)鍵為普通手持設(shè)備所具有。
專用的監(jiān)控設(shè)備MTR一般指電腦和監(jiān)視器，但不局限與此。
如圖5所示，場(chǎng)景中有物體s1，s2，s3，s4。其中s4為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，是監(jiān)控系統(tǒng)使用人員所要追蹤的目標(biāo)。追蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的視頻監(jiān)控方法，具體步驟如下1、調(diào)整攝像機(jī)CAM2的方向與角度，使之能夠把場(chǎng)景的完整景象通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)在手持無(wú)線監(jiān)控設(shè)備HHD及專用監(jiān)控設(shè)備MTR或者其中之一，監(jiān)控設(shè)備所呈現(xiàn)的景象如圖5所示。
2、手持無(wú)線監(jiān)控設(shè)備HHD端的實(shí)現(xiàn)追蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的步驟如下2.1把圖所示的顯示屏劃分成水平m個(gè)區(qū)間(m≥1)，垂直n個(gè)區(qū)間(n≥1)，形成m×n個(gè)相鄰的區(qū)域，將這些區(qū)域從左至右、從下至上依次編號(hào)。如圖9所示，當(dāng)m＝3，n＝3時(shí)，顯示屏被劃成9個(gè)相鄰的區(qū)域，將這些區(qū)域從左至右、從下往上依次編號(hào)為B1、B2、…B9，如圖10所示。顯示屏的尺寸通常用像素點(diǎn)來(lái)表示，例如176×144，代表寬為176個(gè)像素點(diǎn)，高為144個(gè)像素點(diǎn)。用SW代表顯示屏寬，SH代表顯示屏高。每個(gè)區(qū)域的寬度W＝SW÷m，H＝SH÷n，如圖10中的W和H所示。B1，B2，。。。，B9代表每個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域?yàn)槟繕?biāo)追蹤區(qū)。
2.2區(qū)域的移動(dòng)控制。用操作鍵UP代表當(dāng)前區(qū)域向上移動(dòng)一格(每一格代表一個(gè)區(qū)域)，當(dāng)按下鍵UP時(shí)，當(dāng)前所處區(qū)域的位置增加一個(gè)區(qū)域高度H。當(dāng)新的高度超過(guò)顯示屏高度SH時(shí)，新的區(qū)域高度設(shè)置為顯示屏的起點(diǎn)。例如，當(dāng)前區(qū)域?yàn)锽5，當(dāng)按下控制鍵UP時(shí)，當(dāng)前區(qū)域移至B8，當(dāng)再次按鍵UP時(shí)，當(dāng)前區(qū)則移至B2。控制鍵DOWN為向下移動(dòng)一個(gè)區(qū)域，控制鍵LEFT和RIGHT表示向左及向右移動(dòng)一個(gè)區(qū)域。區(qū)域移動(dòng)到顯示屏邊界時(shí)的處理方式與UP鍵相同，即始終保持在一個(gè)方向的滾動(dòng)移動(dòng)。
2.3顯示區(qū)域與攝像機(jī)對(duì)應(yīng)關(guān)系。顯示屏端的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)成層次式的多層關(guān)系，如圖11所示。其中頂層的顯示對(duì)應(yīng)攝像機(jī)CAM2的場(chǎng)景，從第二層起，顯示屏對(duì)應(yīng)于攝像機(jī)CAM1的場(chǎng)景。第二層所顯示場(chǎng)景為上一層(第一層)所對(duì)應(yīng)區(qū)域放大的場(chǎng)景，第三層所顯示場(chǎng)景為第二層所對(duì)應(yīng)區(qū)域放大的場(chǎng)景，其他層次以此類推。
2.4追蹤目標(biāo)圖9所示顯示屏劃分的區(qū)域是所關(guān)心的目標(biāo)活動(dòng)區(qū)域全景。也就是說(shuō)在該區(qū)域以外的地方不是追蹤目標(biāo)的區(qū)域。顯示屏在缺省模式下，顯示的為攝像機(jī)CAM2所傳輸來(lái)的場(chǎng)景即圖11所示的頂層，而當(dāng)前區(qū)域設(shè)為顯示屏中心的區(qū)域(如B5)。當(dāng)目標(biāo)出現(xiàn)在其它區(qū)域(如B3)時(shí)，按控制鍵UP、LEFT、RIGHT及DOWN，移動(dòng)當(dāng)前區(qū)域至該區(qū)域(B3區(qū))，按下執(zhí)行鍵EXE(如圖7所示)，計(jì)算機(jī)程序把該區(qū)域(如B3區(qū))所對(duì)應(yīng)的層號(hào)、區(qū)域號(hào)、攝像機(jī)的角度及放大倍數(shù)等參數(shù)或相應(yīng)參數(shù)傳輸給攝像機(jī)CAM1，攝像機(jī)CAM1的云臺(tái)即控制攝像頭運(yùn)動(dòng)并對(duì)準(zhǔn)該區(qū)域，發(fā)送視頻信號(hào)到手機(jī)無(wú)線監(jiān)控設(shè)備HHD。手機(jī)無(wú)線監(jiān)控設(shè)備HHD呈現(xiàn)的就是攝像機(jī)CAM1所放大場(chǎng)景，即手機(jī)無(wú)線監(jiān)控設(shè)備HHD呈現(xiàn)的是圖11中所示的第二層。四個(gè)控制鍵UP，DOWN，LEFT和RIGHT在第二層的移動(dòng)方式與在頂層時(shí)的方式相同。在當(dāng)前區(qū)域按下執(zhí)行鍵EXE鍵時(shí)，計(jì)算機(jī)程序把當(dāng)前區(qū)域所對(duì)應(yīng)的攝像機(jī)的層號(hào)、區(qū)域號(hào)、角度及放大倍數(shù)等或相應(yīng)參數(shù)傳輸給攝像機(jī)CAM1，攝像機(jī)CAM1的云臺(tái)控制攝像頭對(duì)準(zhǔn)該區(qū)域并發(fā)送視頻信號(hào)到手機(jī)無(wú)線監(jiān)控設(shè)備HHD。手機(jī)無(wú)線監(jiān)控設(shè)備HHD呈現(xiàn)的就是攝像機(jī)CAM1所放大的場(chǎng)景，即HHD呈現(xiàn)的是圖11所示的第三層。依次類推，其他層次的設(shè)計(jì)方式也是同樣。在一般的應(yīng)用上，三個(gè)層次的設(shè)計(jì)是足夠了。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的追蹤。
當(dāng)需要回到上一層場(chǎng)景時(shí)，按BACK鍵，每按一次，計(jì)算機(jī)程序就退回一層，當(dāng)退回到頂層時(shí)，BACK鍵不再往上退。當(dāng)按下BACK鍵時(shí)，計(jì)算機(jī)程序把上一層相對(duì)應(yīng)區(qū)域所對(duì)應(yīng)的攝像機(jī)的層號(hào)、區(qū)域號(hào)、角度和放大倍數(shù)等參數(shù)或相關(guān)參數(shù)傳輸給指定的攝像機(jī)，頂層為攝像機(jī)CAM2，其他層次為攝像機(jī)CAM1。
2.5觸摸屏式手機(jī)無(wú)線監(jiān)控設(shè)備HHD的操作方法。觸摸屏為顯示屏區(qū)域上覆蓋一層壓力敏感器材料，當(dāng)壓力敏感部位受壓時(shí)，受壓部位的坐標(biāo)位置會(huì)傳輸給計(jì)算機(jī)相應(yīng)的輸入控制單元。在觸摸屏的情形中，2.4中所定義的LEFT，RIGHT，UP，DOWN鍵由在相應(yīng)區(qū)域點(diǎn)擊一次來(lái)完成，2.4中所定義的執(zhí)行鍵EXE則由連續(xù)二次點(diǎn)擊同一區(qū)域來(lái)代替。連續(xù)二次點(diǎn)擊的時(shí)間間隔由一般計(jì)算機(jī)連續(xù)點(diǎn)擊二次的時(shí)間間隔來(lái)設(shè)置。例如，在圖11中的B3區(qū)域連續(xù)點(diǎn)擊二次，則計(jì)算機(jī)程序把B3區(qū)所對(duì)應(yīng)的攝像機(jī)CAM1的層號(hào)、區(qū)域號(hào)、角度及放大倍數(shù)等參數(shù)或相關(guān)參數(shù)傳輸給攝像機(jī)CAM1，攝像機(jī)CAM1運(yùn)動(dòng)至該區(qū)域并發(fā)送視頻信號(hào)到手機(jī)無(wú)線監(jiān)控設(shè)備HHD，手機(jī)無(wú)線監(jiān)控設(shè)備HHD呈現(xiàn)的就是攝像機(jī)CAM1所放大的場(chǎng)景，即手機(jī)無(wú)線監(jiān)控設(shè)備HHD呈現(xiàn)的是圖11所示的第二層。所以連續(xù)二次點(diǎn)擊的作用與2.4中所述的執(zhí)行鍵EXE鍵完全相同。2.4中所述的返回鍵BACK功能則由觸摸屏中所設(shè)計(jì)的一個(gè)返回鍵來(lái)代替，此觸摸鍵的設(shè)計(jì)形式是任意的，計(jì)算機(jī)程序當(dāng)收到此信息時(shí)，實(shí)現(xiàn)與2.4中所述的BACK鍵功能。
監(jiān)控終端為帶有鼠標(biāo)的計(jì)算機(jī)的操作方法。與2.5中所述的方法類似。把鼠標(biāo)的其中一個(gè)按鍵(一般是左鍵)按下的功能與2.5中的點(diǎn)擊相同，鼠標(biāo)所對(duì)應(yīng)的光標(biāo)位置伴隨鼠標(biāo)按鍵按下來(lái)確定當(dāng)前區(qū)域，連續(xù)按擊二次執(zhí)行2.4中所述執(zhí)行鍵EXE的功能。其余與2.5中所述方法完全相同。
3.監(jiān)控端程序設(shè)計(jì)流程監(jiān)控端程序流程圖如圖12和圖13所示。由此設(shè)計(jì)而成的程序稱為監(jiān)控程序。程序的具體步驟如下(1)開始初始化程序所需的各種變量、存儲(chǔ)器大小及其他參數(shù)。
(2)打開視頻窗口調(diào)用視頻播放器函數(shù)，設(shè)置視頻窗口的寬度為SW值，高度為SH值。
(3)創(chuàng)建圖形板調(diào)用圖形板函數(shù)，設(shè)置圖形板的寬度及高度分別為SW及SH，位置與視頻窗口完全重合，并放在視頻窗口之上，且完全透明。
(4)圖形板區(qū)域生成把圖形板劃分成水平m個(gè)區(qū)間，垂直n個(gè)區(qū)間，形成m×n個(gè)區(qū)域，并記錄每個(gè)區(qū)域的坐標(biāo)值區(qū)間，設(shè)置當(dāng)前的層次號(hào)為curH＝0。
(5)循環(huán)調(diào)用圖形板子區(qū)域?qū)哟紊珊瘮?shù)判別條件如果curH＞＝H，跳出本循環(huán)，并進(jìn)入到(7)；否則調(diào)用子區(qū)域生成函數(shù)(6)。
(6)子區(qū)域?qū)哟紊珊瘮?shù)的建立對(duì)于給定的矩形區(qū)域、所需劃分的水平m個(gè)區(qū)間、垂直n個(gè)區(qū)間、當(dāng)前區(qū)域的標(biāo)識(shí)號(hào)及層次號(hào)curH，把該矩形區(qū)域劃分成水平m個(gè)區(qū)間，垂直n個(gè)區(qū)間，形成m×n個(gè)區(qū)域，并記錄每個(gè)區(qū)域的坐標(biāo)值區(qū)間，設(shè)置當(dāng)前的層次號(hào)為curH+1，在每個(gè)子區(qū)域中設(shè)置指針指向其父區(qū)域，并在其父區(qū)域中設(shè)置子層次指針指向本層次。
(7)控制鍵設(shè)置設(shè)置操作鍵UP，DOWN，LEFT，RIGHT，執(zhí)行鍵EXE，返回鍵BACK為系統(tǒng)事件等待狀態(tài)，并分別聯(lián)結(jié)相應(yīng)的在(8)-(13)中定義的操作功能函數(shù)。進(jìn)入系統(tǒng)等待狀態(tài)(14)。
(8)操作鍵UP把當(dāng)前區(qū)域的垂直坐標(biāo)增加h，如果新坐標(biāo)大于等于上一層等效屏高，置新坐標(biāo)為0，置當(dāng)前區(qū)域?yàn)樵撟鴺?biāo)所在區(qū)域。并在顯示屏上以圖形標(biāo)記該區(qū)域。
(9)操作鍵DOWN把當(dāng)前區(qū)域的垂直坐標(biāo)減少h，如果新坐標(biāo)小于0，置新坐標(biāo)為SH-h，置當(dāng)前區(qū)域?yàn)樵撟鴺?biāo)所在區(qū)域。并在顯示屏上以圖形標(biāo)記該區(qū)域。
(10)操作鍵LEFT把當(dāng)前區(qū)域的水平坐標(biāo)減少w，如果新坐標(biāo)小于0，置新坐標(biāo)為SW-w，置當(dāng)前區(qū)域?yàn)樵撟鴺?biāo)所在區(qū)域。并在顯示屏上以圖形標(biāo)記該區(qū)域。
(11)操作鍵RIGHT把當(dāng)前區(qū)域的水平坐標(biāo)增加w，如果新坐標(biāo)大于等于上一層等效屏寬，置新坐標(biāo)為0，置當(dāng)前區(qū)域?yàn)樵撟鴺?biāo)所在區(qū)域。并在顯示屏上以圖形標(biāo)記該區(qū)域。
(12)操作執(zhí)行鍵EXE進(jìn)入當(dāng)前區(qū)域子層次指針?biāo)赶虻南乱粚哟?。把?dāng)前區(qū)域所對(duì)應(yīng)的攝像機(jī)號(hào)，層號(hào)、區(qū)域號(hào)、攝像機(jī)角度，放大/縮小倍數(shù)，及其他參數(shù)發(fā)送給視頻服務(wù)器。由視頻服務(wù)器發(fā)指令驅(qū)動(dòng)相應(yīng)攝像機(jī)動(dòng)作。刷新當(dāng)前顯示屏。
(13)操作返回鍵BACK進(jìn)入到當(dāng)前區(qū)域父層次指針指向的上一層次。把當(dāng)前層次所對(duì)應(yīng)的攝像機(jī)號(hào)，層號(hào)、區(qū)域號(hào)、攝像機(jī)角度，放大/縮小倍數(shù)，及其他參數(shù)發(fā)送給視頻服務(wù)器。由視頻服務(wù)器發(fā)指令驅(qū)動(dòng)相應(yīng)攝像機(jī)動(dòng)作。刷新當(dāng)前顯示屏。
(14)系統(tǒng)事件等待等待事件發(fā)生，即等待操作鍵UP、DOWN、LEFT、RIGHT、執(zhí)行鍵EXE及返回鍵BACK鍵按下，當(dāng)完成相應(yīng)的功能后，系統(tǒng)再次回到事件等待狀態(tài)。
4、監(jiān)控程序的運(yùn)行監(jiān)控程序存于圖6所示的硬盤中。當(dāng)使用監(jiān)控程序時(shí)，該程序載入CPU及相應(yīng)的存儲(chǔ)單元，操作系統(tǒng)OS則分配所需的資源，如顯示屏、輸入設(shè)備及其他設(shè)備，并按程序流程圖13(a)及13(b)的步驟進(jìn)行相關(guān)配置，配置完成后，讓系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，即讓監(jiān)控系統(tǒng)處于等待各種操作的狀態(tài)。當(dāng)使用者按下操作鍵時(shí)，操作系統(tǒng)OS即執(zhí)行本系統(tǒng)所定義的相應(yīng)操作。每完成一個(gè)操作，系統(tǒng)回到等待狀態(tài)，即等待下一個(gè)操作。


圖1為視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本構(gòu)成圖示。
圖2為數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本構(gòu)成圖示。
圖3為監(jiān)控場(chǎng)景示意圖。
圖4為監(jiān)控場(chǎng)景示意圖。
圖5追蹤監(jiān)控配置示意圖。
圖6為從攝像機(jī)CAM2獲取的場(chǎng)景。
圖7為手持終端HHD示意圖。
圖8為監(jiān)視終端結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為顯示屏區(qū)域劃分示意圖。
圖10為顯示屏區(qū)域3×3下劃分示意圖。
圖11為顯示屏區(qū)域劃分示意圖。
圖12為監(jiān)控端程序設(shè)計(jì)流程示意圖。
圖13為監(jiān)控端程序設(shè)計(jì)流程示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)CAM1為攝像機(jī)，CAM2另一個(gè)攝像機(jī)，VS為視頻服務(wù)器，NET為傳輸網(wǎng)絡(luò)，HHD為手持無(wú)線監(jiān)控設(shè)備，MTR為專用監(jiān)控設(shè)備，YD為云臺(tái)，UP、DOWN、LEFT和RIGHT依次向上、向下、向左和向右操作鍵，EXE為執(zhí)行鍵，BACK為返回鍵，Screen為顯示屏。
具體實(shí)施例方式
(1)選擇攝像機(jī)CAM1該攝像機(jī)必須為帶有云臺(tái)并具有一定倍數(shù)的放大/縮小功能。本示范中使用的為長(zhǎng)春佶達(dá)實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的球機(jī)，型號(hào)為SK-12X520C6QZ。
(2)選擇攝像機(jī)CAM2該攝像機(jī)為帶有廣角鏡頭的普通攝像機(jī)。
(3)視頻服務(wù)器本服務(wù)器具有二個(gè)以上的視頻輸入接口，并帶有一個(gè)信號(hào)輸出端口，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入端口。本示范中使用上海天衛(wèi)通信科技有限公司生產(chǎn)的視頻服務(wù)器，型號(hào)為Skyewe v 0.1。
(4)手持終端監(jiān)控設(shè)備本示范中采用Dopod(多普達(dá))掌上電腦，型號(hào)為dopod 828，本設(shè)備采用Windows Mobile 2003操作系統(tǒng)。
(5)手持終端監(jiān)控軟件軟件為本發(fā)明3.中所述的監(jiān)控軟件。
(6)安裝按圖5所示，連接攝像機(jī)CAM1、攝像機(jī)CAM2、及視頻服務(wù)器VS，下載本發(fā)明的監(jiān)控軟件至Dopod掌上電腦。
(7)使用在Dopod掌上電腦上啟動(dòng)監(jiān)控軟件，即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的全部功能。
權(quán)利要求
1.一種在低速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中追蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于由攝像機(jī)(CAM1)、另一攝像機(jī)(CAM2)、視頻服務(wù)器(VS)、傳輸網(wǎng)絡(luò)(NET)和操作終端組成；其中，攝像機(jī)(CAM1)為帶有可以水平0-360°、垂直0-90°轉(zhuǎn)動(dòng)的云臺(tái)，攝像機(jī)(CAM2)帶有廣角鏡頭；視頻服務(wù)器(VS)是具有同時(shí)接入二路以上攝像機(jī)信號(hào)或二個(gè)一路的視頻服務(wù)器的組合，攝像機(jī)(CAM1)的視頻信號(hào)接入視頻服務(wù)器(VS)的端口(C1)，攝像機(jī)(CAM2)的視頻信號(hào)接入視頻服務(wù)器(VS)的端口(C2)，攝像機(jī)(CAM2)的云臺(tái)(YD)接入視頻服務(wù)器(VS)的端口(K1)，端口(K1)的輸出信號(hào)控制云臺(tái)的運(yùn)動(dòng)；視頻服務(wù)器(VS)把攝像機(jī)傳輸來(lái)的模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并壓縮成某種數(shù)據(jù)格式，然后傳輸入傳輸網(wǎng)絡(luò)(NET)，傳輸網(wǎng)絡(luò)(NET)用于傳輸信號(hào)給終端監(jiān)控；終端監(jiān)控包括手持無(wú)線監(jiān)控設(shè)備(HHD)和專用監(jiān)控設(shè)備(MTR)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在低速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中追蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述手持無(wú)線監(jiān)控設(shè)備(HHD)為手機(jī)或掌上電腦，其上設(shè)有顯示屏和操作鍵，其中操作鍵設(shè)有控制鍵、執(zhí)行鍵(EXE)和返回鍵(BACK)，控制鍵UP，DOWN，LEFT，RIGHT分別代表向上、向下、向左及向右移動(dòng)的按鍵；所述專用監(jiān)控設(shè)備(MTR)為電腦或監(jiān)視器。
3.一種低速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中追蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的視頻監(jiān)控方法，使用如權(quán)利要求2所述的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于具體步驟如下(1)調(diào)整攝像機(jī)(CAM2)的方向與角度，使之能夠把場(chǎng)景的完整景象通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)(NET)呈現(xiàn)在手持無(wú)線監(jiān)控設(shè)備(HHD)及專用監(jiān)控設(shè)備(MTR)，或者其中之一；(2)手持無(wú)線監(jiān)控設(shè)備(HHD)端的實(shí)現(xiàn)追蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的步驟為(2.1)把顯示屏劃分成水平m個(gè)區(qū)間，垂直n個(gè)區(qū)間，m≥1，n≥1，形成m×n個(gè)相鄰的區(qū)域，將這些區(qū)域從左至右、從下至上依次編號(hào)；顯示屏的尺寸用像素點(diǎn)來(lái)表示，用SW代表顯示屏寬，SH代表顯示屏高；每個(gè)區(qū)域的寬度W＝SW÷m，H＝SH÷n；每個(gè)區(qū)域?yàn)槟繕?biāo)追蹤區(qū)；(2.2)區(qū)域的移動(dòng)控制，用操作鍵UP代表當(dāng)前區(qū)域向上移動(dòng)一格，每一格代表一個(gè)區(qū)域，當(dāng)按下鍵UP時(shí)，當(dāng)前所處區(qū)域的位置增加一個(gè)區(qū)域高度H；當(dāng)新的高度超過(guò)顯示屏高度SH時(shí)，新的區(qū)域高度設(shè)置為顯示屏的起點(diǎn)；控制鍵DOWN為向下移動(dòng)一個(gè)區(qū)域，控制鍵LEFT和RIGHT表示向左及向右移動(dòng)一個(gè)區(qū)域；區(qū)域移動(dòng)到顯示屏邊界時(shí)的處理方式與控制鍵UP相同，即始終保持在一個(gè)方向的滾動(dòng)移動(dòng)；(2.3)顯示區(qū)域與攝像機(jī)對(duì)應(yīng)關(guān)系，顯示屏端的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)成層次式的多層關(guān)系，其中頂層的顯示對(duì)應(yīng)攝像機(jī)(CAM2)的場(chǎng)景，從第二層起，顯示屏對(duì)應(yīng)于攝像機(jī)(CAM1)的場(chǎng)景；第二層所顯示場(chǎng)景為第一層所對(duì)應(yīng)區(qū)域放大的場(chǎng)景，第三層所顯示場(chǎng)景為第二層所對(duì)應(yīng)區(qū)域放大的場(chǎng)景，其他層次以此類推；(2.4)追蹤目標(biāo)顯示屏劃分的區(qū)域是所關(guān)心的目標(biāo)活動(dòng)區(qū)域全景，在該區(qū)域以外的地方不是追蹤目標(biāo)的區(qū)域；顯示屏在缺省模式下，顯示的為攝像機(jī)(CAM2)所傳輸來(lái)的場(chǎng)景的頂層，而當(dāng)前區(qū)域設(shè)為顯示屏中心的區(qū)域；當(dāng)目標(biāo)出現(xiàn)在其它區(qū)域時(shí)，控制鍵UP、LEFT、RIGHT及DOWN，移動(dòng)當(dāng)前區(qū)域至該區(qū)域區(qū)，按下執(zhí)行鍵(EXE)，計(jì)算機(jī)程序把該區(qū)域區(qū)所對(duì)應(yīng)的層號(hào)、區(qū)域號(hào)、攝像機(jī)的角度及放大倍數(shù)傳輸給攝像機(jī)(CAM1)，攝像機(jī)(CAM1)的云臺(tái)即控制攝像頭運(yùn)動(dòng)并對(duì)準(zhǔn)該區(qū)域，發(fā)送視頻信號(hào)到手機(jī)無(wú)線監(jiān)控設(shè)備(HHD)；手機(jī)無(wú)線監(jiān)控設(shè)備(HHD)呈現(xiàn)攝像機(jī)(CAM1)所放大場(chǎng)景，即手機(jī)無(wú)線監(jiān)控設(shè)備HHD呈現(xiàn)的是第二層；四個(gè)控制鍵UP，DOWN，LEFT和RIGHT在第二層的移動(dòng)方式與在頂層時(shí)的方式相同；在當(dāng)前區(qū)域按下執(zhí)行鍵(EXE)鍵時(shí)，計(jì)算機(jī)程序把當(dāng)前區(qū)域所對(duì)應(yīng)的層號(hào)、區(qū)域號(hào)、攝像機(jī)的角度及放大倍數(shù)傳輸給攝像機(jī)(CAM1)，攝像機(jī)(CAM1)的云臺(tái)控制攝像頭對(duì)準(zhǔn)該區(qū)域并發(fā)送視頻信號(hào)到手機(jī)無(wú)線監(jiān)控設(shè)備(HHD)，手機(jī)無(wú)線監(jiān)控設(shè)備(HHD)呈現(xiàn)的就是攝像機(jī)(CAM1)所放大的場(chǎng)景，即手持無(wú)線監(jiān)控設(shè)備(HHD)呈現(xiàn)的是第三層；依次類推，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的追蹤。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在低速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中追蹤運(yùn)動(dòng)目的視頻監(jiān)控方法，其特征在于所述的m＝3，n＝3。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在低速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中追蹤運(yùn)動(dòng)目的視頻監(jiān)控方法，其特征在于所述監(jiān)控終端采用觸模式手持無(wú)線監(jiān)控設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在低速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中追蹤運(yùn)動(dòng)目的視頻監(jiān)控方法，其特征在于所述監(jiān)控終端采用帶有鼠標(biāo)的計(jì)算機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明屬于信息與通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中追蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)由二臺(tái)攝像機(jī)、視頻服務(wù)器、傳輸網(wǎng)絡(luò)和操作終端組成，其一臺(tái)攝像機(jī)帶有可供轉(zhuǎn)動(dòng)的云臺(tái)，視頻服務(wù)器把攝像機(jī)傳輸來(lái)的模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，傳輸給傳輸網(wǎng)絡(luò)，由終端監(jiān)控接收并顯示。本發(fā)明將監(jiān)控終端顯示屏劃分成若干區(qū)域，對(duì)攝像機(jī)傳輸來(lái)的圖像通過(guò)操作鍵對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。本發(fā)明能夠在低速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中有效地追蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
文檔編號(hào)H04N9/09GK101035271SQ20071003940
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月12日
發(fā)明者蔡震 申請(qǐng)人:上海天衛(wèi)通信科技有限公司